不同来源的三维碳基电磁波吸收材料
随着电子设备的广泛使用，电磁波（EMW）污染日益严重，这对精密电子设备的稳定运行甚至人体健康造成了很大威胁。开发高性能EMW吸收材料（EWAMs）已成为研究热点。
尽管当前磁性材料仍是实际应用的主流EWAMs，但高密度和易腐蚀的缺点使其难以在更广泛的领域应用，特别是一些对重量敏感的场景。轻质的碳基EWAMs具有优异的物理、化学稳定性和高导电性带来的强介电损耗。一些三维（3D）多孔碳基EWAMs更是展现出了不俗的EMW吸收性能和广泛的用途。3D多孔结构一方面大大降低了材料的密度，另一方面，还有利于EMW的多重反射和散射以及阻抗匹配的优化，因此有望实现“低密度、薄厚度、宽吸收带宽、强吸收”的目标。
近日，山东大学刘久荣教授与曾志辉教授在《SCIENCE CHINA Materials》上发表综述文章，汇总了近期三维（3D）多孔碳基EWAMs的研究进展，并指出了当前存在的挑战与未来发展前景。
各种三维碳基电磁波吸收材料的制备和改性方法
在这篇综述中，作者首先回顾了相关的理论基础，如不同类型的EMW吸收机制、EMW吸收性能以及一些通用的多孔碳基EWAMs设计原则。随后，以材料来源为主线索（分为石墨烯材料、生物质衍生材料、聚合物衍生材料、其他材料），介绍了各种3D多孔碳基EWAMs的制备方法、EMW吸收性能、吸收机理以及多功能性。不同材料的性能和其各自的优缺点也得到了总结。最后，文章提出了3D多孔碳基EWAMs面临的挑战和未来的发展路线，作者指出，在3D结构设计和EMW吸收性能上，近期的研究都获得了令人瞩目的成果。尤其是在实用性和多功能性上的探索使这些材料离实际应用更进了一步。然而，材料大规模生产的可行性上也应受到更多关注。优异的EMW吸收性能的背后机制和相关的理论研究仍需要人们投入更多的努力。作者希望这篇综述能给予研究者更多灵感并推动高性能3D多孔碳基EWAMs的后续研究。
文章信息
Han M., Yang Y., Liu W., et al. Recent advance in three-dimensional porous carbon materials for electromagnetic wave absorption. Sci. China Mater. (2022).
https://doi.org/10.1007/s40843-022-2153-7
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